DE102008034271A1 - Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern und Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung hierzu - Google Patents

Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern und Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung hierzu Download PDF

Info

Publication number
DE102008034271A1
DE102008034271A1 DE102008034271A DE102008034271A DE102008034271A1 DE 102008034271 A1 DE102008034271 A1 DE 102008034271A1 DE 102008034271 A DE102008034271 A DE 102008034271A DE 102008034271 A DE102008034271 A DE 102008034271A DE 102008034271 A1 DE102008034271 A1 DE 102008034271A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radio transmission
subscriber
transmission medium
communication
radio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102008034271A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102008034271B4 (de
Inventor
Thomas Strang
Cristina Rico Garcia
Andreas Dr. Lehner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102008034271A priority Critical patent/DE102008034271B4/de
Publication of DE102008034271A1 publication Critical patent/DE102008034271A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102008034271B4 publication Critical patent/DE102008034271B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/407Bus networks with decentralised control
    • H04L12/417Bus networks with decentralised control with deterministic access, e.g. token passing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern über ein von Teilnehmern gemeinsam genutztes Funkübertragungsmedium sieht eine Zuordnung der Belegung des Funkübertragungsmediums durch einen Teilnehmer in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung vor, in der sich der jeweilige Teilnehmer bewegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern über ein von Teilnehmern gemeinsam genutztes Funkübertragungsmedium.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung mit einer Funkkommunikationseinheit zur drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern über ein von Teilnehmern genutztes Funkübertragungsmedium und mit einer Kommunikationssteuerungseinheit. Funkbasierte Kommunikationssysteme benötigen Protokolle, die den Zugriff auf das gemeinsame Funkübertragungsmedium regeln, das durch die Übertragungsfrequenzen bzw. Übertragungskanäle festgelegt ist. Eine gängige Gruppe von Protokollen sieht eine sogenannte Aushandlungsphase (contention-phase) vor der eigentlichen Datenübertragung vor. Die Aushandlungsphase ist in Zeitschlitze aufgeteilt. Jeder sendewillige Teilnehmer wählt nach einem bestimmten Schema einen der Zeitschlitze aus und fängt an, auf diesem zu senden. Dabei kann es passieren, dass sich zwei Teilnehmer denselben Zeitschlitz (slot) aussuchen und es so zu Funkkollisionen in der Aushandlungsphase kommt. Diese Kolli sinnen führen zur Erhöhung der Latenzzeit und zu einer Verringerung der Nettodatenrate bei der Funkübertragung. Die eingesetzten Protokolle unterscheiden sich im Wesentlichen dadurch, wie mit diesen Kollisionen umgegangen wird. Im Gegensatz zu drahtgebundenen Übertragungsnetzen ist bei drahtlosen Funkübertragungssystemen ein gleichzeitiges Senden und Empfangen eines Teilnehmers nicht möglich, unter anderem weil beim Senden die viel größere Signalstärke den gleichzeitigen Empfang von Signalen unmöglich macht. Ein Teilnehmer kann während des Sendens daher nicht feststellen, ob ein anderer Teilnehmer im Moment ebenfalls sendet. Kollisionen können daher nicht wie z. B. beim Ethernet-Protokoll von sendenden Teilnehmern festgestellt und aufgelöst werden. Stattdessen wird bei Protokollen, wie beispielsweise dem Carrier-Sense-Multiple-Acess/Collision-Avoidance (CSMA/CA) oder dem Self-Organized-Time-Divisons-Multiple-Acess (SOTDMA) versucht, Kollisionen zu vermeiden, indem Teilnehmer senden dürfen, wenn das Protokoll feststellt, dass das Funkübertragungsmedium frei ist.
  • Das CSMA/CA-Protokoll sieht vor, dass die Teilnehmer sofort senden dürfen, wenn das Funkübertragungsmedium aktuell frei und zuvor eine gewisse Zeit auch frei geblieben war. Wenn das Funkübertragungsmedium jedoch gerade von anderen Teilnehmern benutzt wird, darf ein Teilnehmer noch nicht unmittelbar, nachdem das Funkübertragungsmedium wieder frei wird, senden. Stattdessen beginnt eine Aushandlungsphase, die sogenannte „contention phase”, die Ähnlichkeiten mit der Kollisionsauflösung bei dem von dem Ethernet-Protokoll her bekannten Verfahren hat. In der „contention phase” wird die dort verfügbare Übertragungszeit in mehrere Zeitschlitze (slots) aufgeteilt. Jeder Teilnehmer wählt z. B. zufallsgesteuert einen der Slots aus, indem der Teilnehmer anfangen will zu senden, sofern bis dahin das Funkübertragungsmedium noch frei ist. Wenn sich zufälligerweise zwei Teilnehmer denselben Slot ausgesucht haben, kann es dennoch zu einer Kollision kommen.
  • Kollisionen können sich auch durch das Problem der unsichtbaren Teilnehmer (hidden terminals) ergeben. Wenn z. B. zwei Teilnehmer A und B unabhängig voneinander einen dritten Teilnehmer C ein Paket senden möchten und dabei der sendende zweite Teilnehmer B knapp außerhalb der Reichweite des ersten sendenden Teilnehmers A liegt, können die beiden sendenden Teilnehmer A und B nicht feststellen, ob einer der beiden sendenden Teilnehmer A oder B bereits Daten aussendet. Wenn der vom Teilnehmer B gewählte Zeitschlitz beginnt, ist der erste sendenden Teilnehmer A für den zweiten sendenden Teilnehmer B unsichtbar. Als Folge daraus würde der zweite sendende Teilnehmer B demnach anfangen, selber an den dritten Teilnehmer C zu senden und dabei die Verbindung des ersten sendenden Teilnehmers A und des dritten empfangenden Teilnehmers C stören. Um dies zu verhindern, sehen die bekannten Protokolle vor, dass der sendende Teilnehmer A noch nicht sein eigentliches Datenpaket zu Beginn des ihm zugeordneten Zeitschlitzes sendet, sondern lediglich eine kurze Sendeanfrage an den dritten Teilnehmer C (request to send, RTS)). Erst wenn der erste Teilnehmer A von dem dritten Teilnehmer C als Antwort die Sendebestätigung (clear to send, CTS) erhalten hat, darf der erste sendende Teilnehmer A anfangen zu senden. Dieses Sendebestätigungssignal CTS des dritten empfangenden Teilnehmers C kann aber auch der zweite sendende Teilnehmer B empfangen und weiß daher, dass er noch nicht senden darf. Da die Sendeanfrage- und Sendebestätigungssignale RTS und CTS zudem noch die Information enthalten, wie lange der erste sendende Teilnehmer A senden will oder darf, weiß der zweite sendende Teilnehmer B auch, wie lange das Funkübertragungsmedium von dem ersten sendenden Teilnehmer A benutzt wird. Weil der zweite sendende Teilnehmer B auf diese Weise über Informationen über die Belegung des Funkübertragungsmediums verfügt, ohne dass das Funkübertragungsmedium dazu abgehört werden muss, wird dieses Prinzip auch virtuelle Trägerwahrnehmung (virtual carrier sense) genannt. Da die Sendeanfragesignale nur kurz sind, ergibt sich der positive Nebeneffekt, dass mögliche Kollisionen für den Fall, dass mehrere Teilnehmer den gleichen Zeitschlitz ausgewählt haben, relativ kurz sind. Der Sendeanfrage-Sendebestätigungs-Datenaustausch basiert auf dem sogenannten MACH-Protokoll, das z. B. Bestandteil des beim Paket Radio verwendeten AX.25-Protokoll ist. Das MACH-Protokoll ist beispielsweise in P. Karn: „MACH – A new channel access method for packet radio, ARRL/CRRL, Amateurradio 9th Computernetworking Conference, 1990, Seiten 134 bis 140, beschrieben.
  • Das Verfahren benötigt keine zentrale Kontrolle, so dass es praktisch bei allen relevanten ad-hoc-Netzen eingesetzt wird.
  • Bei dem SOTDMA-Protokoll wird die verfügbare Zeit in Zeitschlitze aufgeteilt. Die Teilnehmer beobachten kontinuierlich das Funkübertragungsmedium und merken sich die Zeitschlitze als frei, die von anderen Teilnehmern nicht reserviert wurden. Wenn die Teilnehmer Nachrichten schicken wollen, beginnt die Aushandlungsphase, in der ein Teilnehmer einen freien Zeitschlitz benutzt und gleichzeitig den nächsten Zeitschlitz reserviert, den er benutzen will. Auch hier können Kollisionen durch das Problem des unsichtbaren Teilnehmers auftreten. Alle Teilnehmer haben unabhängig von der Priorität der Daten die gleiche Wahrscheinlichkeit, dass ihre Daten kollidieren werden.
  • Das SOTDMA-Protokoll ist im ITU-Standard-ITU-R M. I 371-1 definiert und wird auch als selbstorganisierendes TDMA-Protokoll bezeichnet.
  • Ein Problem der bekannten Verfahren, wie CSMA/CA oder SOTDMA ist, dass durch die vielen Wartezeiten, insbesondere durch die Aushandlungsphase und die immer noch möglichen Kollisionen die verfügbare Bandbreite des Funkübertragungsmediums nur zum Teil genutzt werden kann. Darüber hinaus wählt ein sendewilliger Teilnehmer bei dem CSMA/CA-Verfahren den nächsten zu benutzenden Zeitschlitz in der Aushandlungsphase in der Regel zufällig. Die Art der Nutzung der Ad-hoc-Kommunikation kann einen erheblichen Einfluss darauf haben, ob die Zeitschlitzauswahl günstig oder ungünstig ist.
  • Die Ad-hoc-Kommunikation mittels Funkübertragungsmedien wird beispielsweise für die Verkehrssteuerung genutzt. Dabei können sich z. B. Fahrzeuge im Straßenverkehr gegenseitig über Funk über Ihre Position und Bewegungsrichtung informieren. Auch eine Zug-Zug-Kommunikation ist vorteilhaft, um die Sicherheit im Eisenbahnverkehr zu erhöhen. Auch eine verkehrsnetzübergreifende Funkkommunikation zwischen Fahrzeugen ist unter Umständen sinnvoll. Die drahtlosen Kommunikationsverfahren sollten jedoch eine möglichst schnelle und robuste Kommunikation ermöglichen, um Zusammenstösse zwischen Fahrzeugen zu verhindern. Ungünstig ist es, wenn die Funkkommunikationen aufeinander zu fahrender Fahrzeuge durch Datenkollisionen verzögert oder gar verhindert wird, wie sie bei zufälliger Auswahl von Zeitschlitzen gleich verteilt über die Anzahl der verfügbaren Zeitschlitze vorkommt.
  • EP 1 744 585 A2 offenbart ein Verfahren zur Sicherstellung eines Zugriffs auf ein Funkübertragungsmedium, bei dem Zeitschlitze während einer kontrollierten Aushandlungsphase in Abhängigkeit von der Datenübertragungsqualität so ausgewählt werden, dass der Zeitschlitz die Kollisionsgefahr verringert und den Durchsatz erhöht. Die zur Zeitschlitzauswahl berücksichtigten Parameter zur Übertragungsqualität beinhalten keine Bewegungsrichtung. Das Verfahren geht von einem in ad-hoc Netzen nicht existenten zentralen Koordinator aus.
  • N. M. Rabadi, S. M. Mahmud, "Priority-based MAC Protocol For Vehicle Collission-Avoidance System Via Inter-Vehicle Communication Networks", in: PROC. of the 5th Annual Intelligent Vehicle Systems Symposium of National Defense Industries Association (NDIA), National Automotive Center and Vectronics Technology, June 13–16 2005, Michigan, Seiten 205–212, offenbart ein Ad-hoc-Kommunikationsverfahren, bei dem Zeitschlitze prioritätsabhängig vergeben werden und die Prioritätszuordnung der Zeitschlitze in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewählt wird.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern über ein von Teilnehmern gemeinsam genutztes Funkübertragungsnetz so zu verbessern, dass eine möglichst schnelle, frühzeitige und sichere Datenkommunikation durch eine verbesserte Zuteilung von Zeitschlitzen gewährleistet wird.
  • Die Aufgabe wird mit dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Belegung des Funkübertragungsmediums durch einen Teilnehmer in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung, in der sich der jeweilige Teilnehmer bewegt, zugeordnet wird.
  • Es wird z. B. vorgeschlagen, die Bewegungsrichtung des mobilen Teilnehmers als Auswahlkriterium zu nutzen, um die Kapazitäten des Funkübertragungsmediums auf mehrere Teilnehmer aufzuteilen. Damit kann z. B. bei zwei aufeinander zu fahrenden Fahrzeugen von vornherein sichergestellt werden, dass aufgrund der entgegengesetzten Bewegungsrichtungen von den beiden Teilnehmern unterschiedliche, nicht kollidierende Kapazitäten des Funkübertragungsmediums, wie beispielsweise unterschiedliche Zeitschlitze genutzt werden.
  • Das Verfahren ist insbesondere für Kommunikationsprotokolle geeignet, bei dem die Nutzung des Funkübertragungsmediums auf einem definierten Kanal, d. h. einen festgelegten Frequenzbereich im Zeitmultiplex durch Zuordnung von Zeitschlitzen einer Übertragungssequenz erfolgt. Bei einem solchen Zeitmultiplex-Protokoll erfolgt dann eine Zuordnung von Zeitschlitzen zur Nutzung für die Übertragung von Kommunikationsdatenpaketen durch einzelne Teilnehmer in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des jeweiligen Teilnehmers bei der Zuordnung der Belegung des Funkübertragungsmediums und eine Übertragung von Kommunikationsdatenpaketen einer Mehrzahl von Teilnehmern in aufeinander folgenden Zeitschlitzen eines Kommunikationsintervalls.
  • So kann beispielsweise in der Aushandlungsphase die Auswahl der Belegung von Zeitschlitzen insbesondere in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des mobilen Teilnehmers erfolgen. Bei der Zuordnung und Auswahl von Zeitschlitzen können neben der Bewegungsrichtung gegebenenfalls auch noch weitere Kriterien berücksichtigt werden, wie beispielsweise die Priorität der Datenübertragung durch mobile Teilnehmer. Als Priorisierungsparameter kommen verschiedene Merkmale in Frage, beispielsweise die Reihenfolge der Fahrzeuge in einer Fahrspur – die Gefahr einer Fahrzeugkollision mit dem ersten bzw. letzten Fahrzeug einer Kolonne ist in den meisten Fällen am größten (Beispiel: Auffahrunfälle am Stauende).
  • Die Priorität kann durch die Dringlichkeit einer Nachricht, die Geschwindigkeit des mobilen Teilnehmers oder ähnliches festgelegt werden.
  • Bei der Kommunikationssteuerung durch Zeitschlitzzuordnung ist es vorteilhaft, wenn das Funkübertragungsmedium durch die Teilnehmer kontinuierlich beobachtet wird und Zeitschlitze durch sendewillige Teilnehmer reserviert werden, wobei die Auswahl von Zeitschlitzen eines Kommunikationsintervalls in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung über den sendewilligen Teilnehmer erfolgt. Die kontinuierliche Beobachtung und Reservierung von Zeitschlitzen ist an sich beispielsweise aus der Me dium-Zugriffs-Kontroll-Ebene (medium access control, MAC) von Protokollen für mobile Ad-hoc-Netze, bekannt.
  • Die Belegung des Funkübertragungsmediums kann zur Datenkollisionsvermeidung auch durch Zuordnen von Übertragungsfrequenzen oder Übertragungskanälen gesteuert werden, wie der Zugriff auf das Medium in Frequency Division Multiple Access (FDMA) Verfahren typischerweise geregelt wird. Dann erfolgt die Zuordnung der Übertragungsfrequenzen und der Übertragungskanäle zur Nutzung für die Übertragung von Nachrichten durch Anzeigen der Teilnehmer in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des jeweiligen Teilnehmers.
  • Die Belegung des Funkübertragungsmediums kann zur Datenkollisionsvermeidung auch durch Zuordnen von Codes gesteuert werden, mit denen der Zugriff auf das Medium in Code Division Multiple Access (CDMA) Verfahren typischerweise geregelt wird. Dann erfolgt die Zuordnung der Codes zur Nutzung für die Übertragung von Nachrichten durch Anzeigen bzw. Filterung der Teilnehmer in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des jeweiligen Teilnehmers. Vorteilhafterweise sind die für Fahrzeugkollisionen besonders gefährdete Fahrtrichtungen mit Relativwinkeln von 90°, 180° und 270° auf besonders orthogonale Codes im Sinne der CDMA-Verfahren abzubilden.
  • Neben der Berücksichtigung der Bewegungsrichtung bei der Zuordnung der Belegung des Funkübertragungsmediums kann die Zuordnung weiterhin in Abhängigkeit weiterer Kriterien erfolgen, die auf die Route des Teilnehmers bezogen sind, wie beispielsweise Gleisnummer, Straßennummern oder geographische Abhängigkeiten, wie z. B. Modulo Breitengrad/Minute/Sekunde.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, eine verbesserte Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung mit einer Funkkommunikationseinheit zur drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern über ein von Teilnehmern gemeinsam genutztes Funkübertragungsmedium und mit einer Kommunikationssteuerungseinheit zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird mit einer solchen Teilnehmerübertragungseinrichtung dadurch gelöst, dass die Kommunikationssteuerungseinheit zur Zuordnung der Belegung des Funkübertragungsmediums durch die Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung, in der sich die Teilnehmer auf Funkübertragungseinrichtungen bewegen, eingerichtet ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 – Skizze einer Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung mit einer Kommunikationssteuerungseinheit zur Zuordnung der Belegung des Funkübertragungsmediums;
  • 2 – Skizze einer Eisenbahnstrecke mit entgegenkommenden, ad-hoc miteinander kommunizierenden Zügen;
  • 3 – Skizze einer Straßenkreuzung mit aufgrund ihrer Bewegungsrichtung in unterschiedlichen Zeitschlitzen miteinander kommunizierenden Fahrzeugen.
  • 1 lässt eine Skizze einer Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung 1 erkennen, die beispielsweise in ein Fahrzeug, wie ein Kraftfahrzeug oder einen Zug eingebaut ist. Die Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung 1 hat eine Funkkommunikationseinheit 2 zur drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern über ein von Teilnehmern gemeinsam genutztes Funkübertragungsmedium. Um eine Kollision bei der Funkübertragung durch den mobilen Teilnehmer zu verhindern und die Funkübertragung nach einem den Teilnehmern bekannten Übertragungsprotokoll durchzuführen, ist die Funkkommunikationseinheit 2 mit einer Kommunikationssteuerungseinheit 3 verbunden. Die Kommunikationssteuerungseinheit 3 eignet sich insbesondere zur Steuerung der Funkkommunikation in mobilen Ad-hoc-Netzen z. B. nach dem Carrier-Sense-Multiple-Access/Collision-Avoidance-Protocol (CSMA/CA) oder dem Self-Organized-Time-Divisions-Multiple-Access-Protocol (SOTDMA). Dabei erfolgt eine Zuordnung von Zeitschlitzen in der Aushandlungsphase (contention phase) durch die Kommunikationssteuerungseinheit 3 in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Teilnehmers, in das die Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung 1 eingebaut ist. Die Bewegungsrichtung kann beispielsweise mit einem Ortungsmodul 4 der Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung 1 festgestellt werden. Als Ortungsmodul 4 eignet sich insbesondere ein Kompass gegebenenfalls mit einem Beschleunigungssensor und/oder ein satellitengestütztes Ortungssystem.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Kommunikationssteuerungseinheit 3 auch über eine Schnittstelle 5 mit einer Navigationseinrichtung 6 verbunden sein, die in das Fahrzeug meist ohnehin eingebaut ist. Die Bewegungsrichtung wird dann mit Hilfe der Navigationseinrichtung 6 bestimmt und über die Schnittstelle 5 an die Kommunikationssteuerungseinheit 3 übertragen.
  • Die Auswahl der Zeitschlitze beispielsweise auf der Medium-Access-Control (MAC)-Ebene bei mobilen Ad-hoc-Netzen erfolgt mit Hilfe der Kommunikationssteuerungseinheit 3 danach, in welche Richtung sich der mobile Teilnehmer bewegt. Besonders gefährdete Teilnehmer können durch die disjunkte Auswahl der zu verwendenden Zeitschlitze die Wahrscheinlichkeit, dass die Kommunikation auf der Medium-Access-Control-Ebene nicht durch einen Zugriffskonflikt gestört wird, gegenüber einer zufälligen Auswahl deutlich reduzieren. Dieses Prinzip kann sowohl für Punkt-zu-Punkt-Übertragung (unicast), als auch für Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragung (multicast) und Rundfunk-Übertragung (broadcast) und deren Derivate wie beispielsweise Geocast angewendet werden.
  • 2 zeigt eine Skizze einer Eisenbahnlinie 7 mit zwei sich entgegenkommenden Zügen 8a, 8b, die ad-hoc miteinander kommunizieren, beispielsweise um einen Zusammenstoß zu vermeiden. Die beiden Züge 8a, 8b machen ihren Sendewunsch auf unterschiedlichen Zeitschlitzen Slot A, Slot B der Aushandlungsphase bekannt. In der Aushandlungsphase stehen hierfür zwei Zeitschlitze Slot A und Slot B zur Verfügung, denen jeweils eine Vorzugsfahrtrichtung zugeordnet ist. Zum Beispiel werden Teilnehmern mit Fahrtrichtung in Richtung Osten mit einem Kurs von 0° ≤ 179° der Zeitschlitz Slot A zugewiesen und für Teilnehmern mit Fahrtrichtung Westen (180 ≤ Kurs ≤ 359°) der Zeitschlitz Slot B. Auf diese Weise erhält der ungefähr in Richtung 340° fahrende Zug 8b für die Kommunikation den Zeitschlitz Slot B und der mit einem Kurs von etwa 160° fahrende Zug 8b den Zeitschlitz Slot A zugeordnet. Aufgrund der entgegengesetzten Fahrtrichtungen ist somit in der Aushandlungsphase eine kollisionsfreie Zeitschlitzzuordnung vorgegeben.
  • 3 lässt eine Skizze eines Straßennetzes im Bereich einer Kreuzung mit vier an der Kreuzung 9 zusammentreffenden Straßenabschnitten 10a, 10b, 10c und 10d er kennen. Jedes auf einen bestimmten Straßenabschnitt 10a, 10b, 10c, 10d in die Kreuzungen 9 einfahrende Fahrzeug 11a, 11b, 11c, 11d kann seine Sendebereitschaft auf einem anderen Zeitschlitz Slot A bis Slot D ankündigen, wenn mehr als die in 2 gezeigten zwei Zeitschlitze zur Verfügung stehen. Beispielsweise könnte im Fall von vier verfügbaren Zeitschlitzen eine Zuordnung wie folgt erfolgen:
    Slot A: 0° ≤ Kurs ≤ 89°
    Slot B: 90° ≤ Kurs ≤ 179°
    Slot C: 180° ≤ Kurs ≤ 269°
    Slot D: 270° ≤ Kurs ≤ 359°.
  • Unter Umständen ist es aber auch günstiger, bei mehr als zwei Zeitschlitzen die weiteren Zeitschlitze vor dem speziellen Hintergrund anderer Anwendungsfälle zu verwenden. So ist es im Fall von Flankenkollisionen bei der Bahn durchaus normal, dass die letztendlich nach einer Weichenüberfahrt kollidierenden Züge zuvor auf parallel liegenden Gleisen in die gleiche Richtung fahren. Dies würde nach dem oben beschriebenen Verfahren zu einer Verwendung der gleichen Zeitschlitze führen. Um das Risiko derartiger Kollisionen weiter zu reduzieren, ist es vorteilhaft, wenn je zwei Zeitschlitze alternierend verwendet werden oder weitere geographische Abhängigkeiten bei der Zeitschlitzauswahl berücksichtigt werden, z. B. Modulor Breitengrad/Minute/Sekunde.
  • Denkbar ist aber auch eine Auswahl der Zeitschlitze weiter in Abhängigkeit von der identifzierten Gleisnummer, Straßennummer oder Fahrspur vorzunehmen, um bei sich überschneidenden Bewegungsrichtungen eine kollisionsfreie Zeitschlitzzuordnung sicherzustellen. Dies bedingt typischerweise eine hinreichend genaue Eigenortungsfähigkeit der Kommunikationspartner.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung von mehr als zwei Zeitschlitzen ist die Abbildung weiterer Kodierschemata auf die Zeitschlitze. So kann z. B. ein hybrider Medien-Access-Control-Ansatz implementiert werden, wie z. B. ein kombiniertes TDMA-CDMA-Verfahren auf der Basis eines MAC-Verfahrens mit vier Zeitschlitzen, wie es beispielsweise beim Tetra-Kommunikationssystem eingesetzt wird. Hierbei werden z. B. zwei Codes- und zwei Zeiteinheiten auf einen von vier Zeitschlitzen abgebildet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1744585 A2 [0010]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - P. Karn: „MACH – A new channel access method for packet radio, ARRL/CRRL, Amateurradio 9th Computernetworking Conference, 1990, Seiten 134 bis 140 [0004]
    • - N. M. Rabadi, S. M. Mahmud, ”Priority-based MAC Protocol For Vehicle Collission-Avoidance System Via Inter-Vehicle Communication Networks”, in: PROC. of the 5th Annual Intelligent Vehicle Systems Symposium of National Defense Industries Association (NDIA), National Automotive Center and Vectronics Technology, June 13–16 2005, Michigan, Seiten 205–212 [0011]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern über ein von Teilnehmern gemeinsam genutztes Funkübertragungsmedium, gekennzeichnet durch Zuordnen der Belegung des Funkübertragungsmediums durch einen Teilnehmer in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung, in der sich der jeweilige Teilnehmer bewegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Zuordnen von Zeitschlitzen zur Nutzung für die Übertragung von Kommunikationsdatenpaketen durch einzelne Teilnehmer in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des jeweiligen Teilnehmers bei der Zuordnung der Belegung des Funkübertragungsmediums und Übertragung von Kommunikationsdatenpaketen einer Mehrzahl von Teilnehmern in aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen eines Kommunikationsintervalls.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch kontinuierliches Beobachten des Funkübertragungsmediums durch die Teilnehmer und Reser vieren von Zeitschlitzen durch sendewillige Teilnehmer und durch Auswahl von Zeitschlitzen eines Kommunikationsintervalls in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des jeweiligen sendewilligen Teilnehmers.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch Festlegen von Kursrichtungsbereichen für Zeitschlitze und Zuordnen eines Zeitschlitzes für die Nutzung durch einen sich in eine bestimmte Kursrichtung bewegenden Teilnehmers so, dass die Kursrichtung des Teilnehmers in dem für den zugeordneten Teilschlitz jeweils festgelegten Kursrichtungsbereich liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zuordnen von Übertragungsfrequenzen oder Übertragungskanälen zur Nutzung für die Übertragung von Nachrichten durch einzelne Teilnehmer in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des jeweiligen Teilnehmers bei der Zuordnung der Belegung des Funkübertragungsmediums.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zuordnen der Belegung des Funkübertragungsmediums weiterhin in Abhängigkeit von auf die Route des Teilnehmers bezogenen Kriterien.
  7. Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung (1) mit einer Funkkommunikationseinheit (2) zur drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern über ein von Teilnehmern gemeinsam genutztes Funkübertragungsmedium und mit einer Kommunikationssteuerungseinheit (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationssteuerungseinheit (3) zur Zuordnung der Belegung des Funkübertragungsmediums durch die Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung (1) in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung, in der sich die Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung (1) bewegt, eingerichtet ist.
  8. Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung (1) einen integrierten Kompass zur Ermittlung der Bewegungsrichtung hat.
  9. Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung (1) eine Schnittstelle (5) zur einer Navigationseinrichtung (6) des Teilnehmers und Übertragung von Bewegungsrichtungsinformationen des Teilnehmers von der Navigationseinrichtung (6) an die Kommunikationssteuerungseinheit (3) hat.
DE102008034271A 2008-07-22 2008-07-22 Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern und Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung hierzu Active DE102008034271B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008034271A DE102008034271B4 (de) 2008-07-22 2008-07-22 Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern und Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung hierzu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008034271A DE102008034271B4 (de) 2008-07-22 2008-07-22 Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern und Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung hierzu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008034271A1 true DE102008034271A1 (de) 2010-02-04
DE102008034271B4 DE102008034271B4 (de) 2013-10-17

Family

ID=41461324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008034271A Active DE102008034271B4 (de) 2008-07-22 2008-07-22 Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern und Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung hierzu

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008034271B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011105454A1 (de) * 2011-06-24 2012-12-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Übertragen von Daten
DE102012214912A1 (de) 2012-08-22 2014-02-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum direkten drahtlosen Datenaustausch in einem Ad-hoc Modus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1744585A2 (de) 2001-11-09 2007-01-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zum garantierten Mediumzugiff in einem drahtlosen Netzwerk

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000322696A (ja) * 1999-05-07 2000-11-24 Honda Motor Co Ltd 隊列走行制御装置
EP1745605A1 (de) * 2004-05-04 2007-01-24 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Kommunikationssystem, verfahren zur kommunikation zwischen und unter fahrzeugen und ein solches kommunikationssystem umfassendes fahrzeug

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1744585A2 (de) 2001-11-09 2007-01-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zum garantierten Mediumzugiff in einem drahtlosen Netzwerk

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N. M. Rabadi, S. M. Mahmud, "Priority-based MAC Protocol For Vehicle Collission-Avoidance System Via Inter-Vehicle Communication Networks", in: PROC. of the 5th Annual Intelligent Vehicle Systems Symposium of National Defense Industries Association (NDIA), National Automotive Center and Vectronics Technology, June 13-16 2005, Michigan, Seiten 205-212
P. Karn: "MACH - A new channel access method for packet radio, ARRL/CRRL, Amateurradio 9th Computernetworking Conference, 1990, Seiten 134 bis 140

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011105454A1 (de) * 2011-06-24 2012-12-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Übertragen von Daten
DE102011105454B4 (de) * 2011-06-24 2015-04-30 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Übertragen von Daten
DE102012214912A1 (de) 2012-08-22 2014-02-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum direkten drahtlosen Datenaustausch in einem Ad-hoc Modus

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008034271B4 (de) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2036368B1 (de) Verfahren, netzwerkknoten und system zur broadcast-übertragung von daten
DE69732064T2 (de) Netzwerkkommunikation
DE60222798T2 (de) Verfahren zum garantierten mediumzugriff in einem drahtlosen netz
DE102011114817B4 (de) Adaptiver Mehrkanalzugriff für Fahrzeugnetze
DE69938350T2 (de) Verteilter verbindungsmechanismus für ein vhf-netzwerk
DE102017007290B3 (de) Medienzugriffssteuergerät, verfahren zur medienzugriffssteuerung und taktisches luftverteidigungssystem
WO2007104424A2 (de) Verfahren zur multi-hop-datenübertragung in einem ad-hoc- netz mit versteckten knoten
DE19536379C2 (de) Verfahren für die völlig dezentrale Verbindungssteuerung in kanal- oder paketvermittelnden Mobilfunknetzen, insbesondere ATM basierter Zugangsnetze
DE60211488T2 (de) System und verfahren zur sendeplanung unter verwendung von netzwerkmitgliederschaftsinformationen und umgebungsinformationen
DE102008034271B4 (de) Verfahren zur Steuerung der drahtlosen Kommunikation zwischen mobilen Teilnehmern und Teilnehmerfunkübertragungseinrichtung hierzu
DE10350895B3 (de) Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von Pfaden und Zuweisung von Funkressourcen für die bestimmten Pfade in einem Funkkommunikationssystem
DE10204682B4 (de) Verfahren und System zur Steuerung von Lichtsignalanlagen
DE102012214912B4 (de) Verfahren zum direkten drahtlosen Datenaustausch in einem Ad-hoc Modus
EP3582575B1 (de) Verfahren mit dynamischer reservierung von übertragungskapazität
DE10130768A1 (de) Kanalzugriffsverfahren für Adhoc-Funknetze zur Interfahrzeug-Kommunikation
DE10200119B4 (de) Kommunikationssystem und Kommunikationsverfahren für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation
DE60024081T2 (de) Verteiltes drahtloses medienzugriffskontrollprotokoll mit unterstützung von isochronen diensten
DE10148625B4 (de) Verfahren und Kommunikationsvorrichtung zum Durchführen einer Distanz-bezogenen Dienstegüte in einem Kommunikationssystem
DE102004042311B4 (de) Verfahren zur Datenübertragung zwischen mobilen Schienenfahrzeugen und ortsfesten Streckenzentralen
DE102011105454B4 (de) Verfahren zum Übertragen von Daten
EP2922361A1 (de) Funkübertragungssystem und Funkübertragungsverfahren mit Mehrfachkanalzugriff
WO2009132966A1 (de) Netzknoten und verfahren zur datenübertragung in einem drahtlosen multihop-netzwerk
DE19749526C2 (de) Verfahren zum selbstätigen Organisieren eines Datenfunknetzes
DE102005055150A1 (de) Verfahren und System zur Nachrichtenübertragung in einem temporären Funknetz
EP2898634A1 (de) Kommunikationsverfahren in einem kommunikationssystem

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20140118

R082 Change of representative

Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE